去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷型封嚴涂層的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷型封嚴涂層的方法，該方法采用超聲波與化學(xué)法相結(jié)合的方法，克服了常規(guī)化學(xué)法無法去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷面層的難題。該方法包括如下步驟：1）除油；2）去除涂層：帶涂層的零件浸入濃度為300ml/L～550ml/L的硝酸溶液中，在20℃～55℃下，配合采用頻率為20KHz～40KHz超聲波；3）去除殘余涂層：對經(jīng)過上述工序仍不能去除的殘余涂層，采用噴砂的方法去除。
【專利說明】去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷型封嚴涂層的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷型熱噴涂層去除方法，特別是氧化鋁-氧化鈦涂層的去除方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋁-氧化鈦封嚴涂層(A1203_Ti02)是一種雙層結(jié)構(gòu)的、組分復(fù)雜的新型熱噴涂層材料，屬于陶瓷涂層，其面層為氧化鋁-氧化鈦層，底層為鎳鋁層。該涂層主要用于航空發(fā)動機的高低壓渦輪單元體等轉(zhuǎn)動部件氣路密封，實現(xiàn)徑向間隙封嚴控制，可減低單位耗油率的關(guān)鍵材料。典型的發(fā)動機高壓渦輪葉尖間隙若平均減少0.254 _，渦輪效率就可提高約1% ;如果渦輪徑向間隙增加0.127 _單位耗油率約增0.5%，如果壓氣機徑向間隙增加0.076 mm，單位耗油率約增大1%。這使得從復(fù)合材料思維出發(fā)的涂層技術(shù)在發(fā)動機中獲得越來越多的使用。
[0003]該封嚴涂層共有兩層，底層通常由一定比例的金屬相和具有自潤滑和耐磨作用的非金屬相組成；面層由硬度較高的鋁鈦金屬氧化物組成。封嚴涂層大多選用復(fù)合材料，主要成分是金屬相、非金屬相和孔隙。其中金屬相具有可噴涂性、結(jié)合強度、抗沖蝕性等性能，常用的有鎳、鋁等及其合金。非金屬相提供耐沖擊、抗磨、抗黏附性能，如石墨、聚苯酯、氧化鋁、氧化鈦等。這些新型的熱噴涂層對控制壓氣機的徑向間隙、減低單位耗油率、隔熱、封嚴、耐磨等具有重要作用。因為，作為發(fā)動機的重要技術(shù)之一，封嚴涂層可改善飛機燃氣輪機中旋轉(zhuǎn)與固定部件之間的密封性，顯著提高發(fā)動機的性能。但熱噴涂層在使用中會出現(xiàn)磨損、掉塊等故障而導(dǎo)致性能下降，必須重新修復(fù)，這些帶故障的熱噴涂層必須先去除干凈后，再以等離子噴涂法重新噴涂新涂層，以滿足發(fā)動機下一個壽命周期的使用。
[0004]氧化鋁-氧化鈦陶瓷型封嚴熱噴涂層是由厚度約(0.16mm?0.34mm的氧化鋁-氧化鈦涂層面層和厚度0.1mm?0.2mm的N1-Al底層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)結(jié)合體，實際零件底層和面層厚度可達3 mm左右。鎳鋁底層和氧化鋁-氧化鈦面層，均是以等離子噴涂方法制備的。鎳鋁底涂層與氧化鋁-氧化鈦面層涂層之間、鎳鋁N1-Al底層涂層與基體之間結(jié)合牢固強度大于20MPa。氧化鋁-氧化鈦涂層屬于陶瓷型涂層，對各種酸堿鹽等化學(xué)藥品的耐蝕性極強，且涂層較厚，涂層去除難度大。實際生產(chǎn)中，多采用機械方法去除，存在去除效果差、工作效率不高、勞動強度大、易損傷零件甚至造成零件報廢等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有機械去除法存在的不足，提供一種去除速度快，且不腐蝕和損傷零件基體的化學(xué)法去除方法。
[0006]本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷型復(fù)合封嚴涂層材料的方法，包括如下步驟:
O除油:采用電化學(xué)除油、化學(xué)除油或超聲波清洗除油；油污嚴重的零件可先用洗滌汽油、酒精、丙酮等有機溶劑清洗除油再采用電化學(xué)除油、化學(xué)除油或超聲波清洗除油； 2)去除涂層:將溫度為20°C?55°C、濃度為300ml/L?550ml/L的硝酸溶液置于超聲波設(shè)備中，超聲波頻率設(shè)定為20KHz?40KHz，再將零件浸入上述超聲波設(shè)備內(nèi)的硝酸溶液中，浸泡時間不超過48小時，升高槽液溫度至40°C?55°C，可縮短涂層去除時間；
3)去除殘余涂層:對經(jīng)過上述工序仍不能去除的殘余涂層，采用噴砂的方法去除。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
本發(fā)化學(xué)除涂層方法，取代了傳統(tǒng)的機械去除方法，去除速度快，不腐蝕和損傷零件基體，特別是在采用超聲波在情況下，超聲波促進去除溶液向涂層內(nèi)部滲透，通過化學(xué)去除鎳鋁涂層來到一次性去除雙層結(jié)構(gòu)的陶瓷型氧化鋁-氧化鈦涂層，成功克服了常規(guī)化學(xué)法無法去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷面層的難題。
[0008]具體實施例方式
為提高工作效率，可采用如下方法一次性去除氧化鋁-氧化鈦涂層面層和N1-Al底層，具體步驟如下:
O除油:采用電化學(xué)除油、化學(xué)除油或超聲波清洗除油；油污嚴重的零件可先用洗滌汽油、酒精、丙酮等有機溶劑清洗除油再采用電化學(xué)除油、化學(xué)除油或超聲波清洗除油；
2)水清洗:先用熱水清洗，然后再用冷水清洗；
3)去除涂層:帶涂層的零件浸入濃度為450ml/L的硝酸溶液中，在20°C?55°C下，配合采用頻率為20KHz?40KHz超聲波，時間24 h?48 h ；
4)中和，采用30g/L?50g/L的碳酸鈉溶液清洗洗，然后先用熱水清洗，再用冷水清洗；
5)去除殘余涂層:對剩余少量涂層，采用噴砂方法去除；
6)除氫:零件在去除涂層后，應(yīng)在除完涂層后4h以內(nèi)，放入除氫爐/烘箱中進行除氫處理，除氫參數(shù)為:高溫合金和普通鋼件在180 °C? 200 °C下保溫不少于4小時；鈦合金件在200 °C?220 °C下保溫60 min?75 min。
【權(quán)利要求】
1.一種去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷型封嚴涂層的方法，包括如下步驟: 1)除油:采用電化學(xué)除油、化學(xué)除油或超聲波清洗除油；油污嚴重的零件可先用洗滌汽油、酒精、丙酮等有機溶劑清洗除油再采用電化學(xué)除油、化學(xué)除油或超聲波清洗除油； 2)去除涂層:將溫度為20°C?55°C、濃度為300ml/L?550ml/L的硝酸溶液置于超聲波設(shè)備中，超聲波頻率設(shè)定為20KHz?40KHz，再將按步驟I)除油處理的帶涂層零件浸入超聲波設(shè)備內(nèi)的硝酸溶液中，浸泡時間不超過48小時； 3)去除殘余涂層:對經(jīng)過上述工序仍不能去除的殘余涂層，采用噴砂的方法去除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除氧化鋁-氧化鈦陶瓷型封嚴涂層的方法，其特征在于，硝酸溶液的溫度為40°C?55°C。
【文檔編號】C23G5/00GK104342713SQ201410519088
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】向巧, 何勇, 高升文 申請人:中國人民解放軍第五七一九工廠